于發(fā)光二極管群組中消除暗區(qū)的方法及發(fā)光二極管燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管燈及其控制方法，特別是涉及一種以交流電驅(qū)動的發(fā)光二極管燈及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LEDs)在近年逐漸被應(yīng)用于許多發(fā)光器材中。舉例來說，若發(fā)光器材中的發(fā)光二極管以交流電驅(qū)動，這一類的發(fā)光二極管在電路上被稱為交流發(fā)光二極管(ACLED)。這些交流發(fā)光二極管在制造上會有許多考慮，包括價格考慮、發(fā)光效率考慮、耗能考慮、閃爍性的考慮、以及工作時間的考慮。
[0003]圖1描述了現(xiàn)有技術(shù)中，交流發(fā)光二極管燈10的電路架構(gòu)。交流發(fā)光二極管燈10包括發(fā)光二極管模塊12以及限流電阻14。發(fā)光二極管模塊12包括兩個反向耦接且平行的發(fā)光二極管串。交流發(fā)光二極管燈10不需要交流直流轉(zhuǎn)換器或整流器。甚至在使用直流電壓時亦可驅(qū)動。在圖1中，交流電壓會在輸入接腳8被提供，并直接驅(qū)動交流發(fā)光二極管燈10。這種交流發(fā)光二極管燈10的架構(gòu)具有電路簡單且價格低廉的優(yōu)點。然而，交流發(fā)光二極管燈10僅能在每一個交流電的周期內(nèi)發(fā)光非常短的時間，因此發(fā)光二極管將會受到低平均發(fā)光度以及高電流應(yīng)力(High-Current Stress)效應(yīng)的影響。
[0004]圖2描述了現(xiàn)有技術(shù)中，另一種交流發(fā)光二極管燈15的電路架構(gòu)。而交流發(fā)光二極管燈15可如專利USP 7，708, 172所揭示。交流發(fā)光二極管燈15具有一個全波整流器(Full-Wave Rectifier) 18,直流或交流的電壓源會被輸入接腳16接收。在交流發(fā)光二極管燈15中，發(fā)光二極管串被分為發(fā)光二極管群組201、發(fā)光二極管群組202、發(fā)光二極管群組203及發(fā)光二極管群組20 4。整合電路22具有節(jié)點PIN1、節(jié)點PIN2、節(jié)點PIN3W及節(jié)點PIN4,并分別耦接于發(fā)光二極管群組201、發(fā)光二極管群組202、發(fā)光二極管群組203及發(fā)光二極管群組204的陰極。整合電路22內(nèi)有路徑開關(guān)SG 1、路徑開關(guān)SG2、路徑開關(guān)SG3及路徑開關(guān)SG4，亦包括一個控制器24。當(dāng)輸入接腳16的電壓增加時，控制器24能控制路徑開關(guān)SG:、路徑開關(guān)SG2、路徑開關(guān)SG3及路徑開關(guān)SG 4，以使更多的發(fā)光二極管發(fā)光。整合電路22的操作實例已詳述于專利USP7，708，172中，故于此將不再贅述。
[0005]圖3描述了圖2的架構(gòu)中，當(dāng)輸入接腳16收到交流正弦輸入電壓時，訊號的波形變化。最上面的波形表示整流輸入電壓VREe，如圖2所示，整流輸入電壓VREe定義為全波整流器18經(jīng)整流后的電壓，而整流輸入電壓VREe亦可視為發(fā)光二極管群組20 i的驅(qū)動電壓。第二個波形表示正在發(fā)光的發(fā)光二極管的總個數(shù)。接下來的四個波形表示電流1?、電流Ie3、電流Iti2及電流I w如圖2所示，電流ΙΜ、電流U、電流Iti2及電流I 分別表示發(fā)光二極管群組201、發(fā)光二極管群組202、發(fā)光二極管群組203及發(fā)光二極管群組20 4的電流。正在發(fā)光的發(fā)光二極管的總個數(shù)會以步階函數(shù)的形式升降，而升降的情況會依據(jù)整流輸入電壓Vrec的增減而變化。當(dāng)整流輸入電壓V ■增加時，發(fā)光二極管群組20 1、發(fā)光二極管群組202、發(fā)光二極管群組203及發(fā)光二極管群組20 4會依據(jù)以下的步驟發(fā)光。舉例來說，當(dāng)整流輸入電壓VREe增加至大于臨界電壓VTH1，已達到驅(qū)動發(fā)光二極管群組2(^的需求，因此發(fā)光二極管群組20i開始發(fā)光。當(dāng)整流輸入電壓VREe減少時，發(fā)光二極管群組20 1、發(fā)光二極管群組202、發(fā)光二極管群組203及發(fā)光二極管群組20 4會依序變暗。舉例來說，整流輸入電壓V ■恰好降低至臨界電壓Vth4以下時，之前的發(fā)光二極管群組20 1、發(fā)光二極管群組202、發(fā)光二極管群組203及發(fā)光二極管群組20 4會被電壓驅(qū)動而發(fā)光，隨后，路徑開關(guān)SG 4會被開啟以使發(fā)光二極管群組204停止發(fā)光，因此導(dǎo)致僅剩發(fā)光二極管群組20 !、發(fā)光二極管群組202及發(fā)光二極管群組203發(fā)光。因此，交流發(fā)光二極管燈15具有簡單的電路架構(gòu)以及高效率的能源使用特性。
[0006]然而，當(dāng)整流輸入電壓Vrk太低而使發(fā)光二極管群組20 i都無法驅(qū)動的時候，圖3所示的波形中就會存在黑暗區(qū)間TDARK。特別是當(dāng)整流輸入電壓Vre^ 120赫茲的信號時，整流輸入電壓VREe視為落入電壓谷(Voltage Valley)。此時，整流輸入電壓V REe約為O伏特(出現(xiàn)于120赫茲)，因此造成黑暗區(qū)間TDAffl(。雖然這個120赫茲的黑暗區(qū)間Tdark未必可被肉眼察覺，但經(jīng)研究指出，當(dāng)使用數(shù)字相機對著交流發(fā)光二極管燈15曝光并拍照時，輸出的照片因為黑暗區(qū)間Tdark的存在，而會有不討喜的黑線出現(xiàn)。
[0007]因此，發(fā)展一種沒有黑暗區(qū)間的發(fā)光二極管燈是很重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明實施例提出一種發(fā)光二極管燈，包括復(fù)數(shù)個發(fā)光二極管群組、路徑控制器、電源觸排模塊以及觸排控制器。復(fù)數(shù)個發(fā)光二極管群組是以串接的方式置于整流輸入電壓端及接地端之間。路徑控制器是用以控制復(fù)數(shù)個路徑開關(guān)，其中每一個路徑開關(guān)是用以將對應(yīng)的發(fā)光二極管群組耦接至接地端。電源觸排模塊是耦接于整流輸入電壓端及接地端之間，包括電容及放電開關(guān)，當(dāng)整流輸入電壓端的電位大于電容的電容電壓時，電容會被充電。放電開關(guān)是連接于電容及整流輸入電壓端之間。觸排控制器是用以依據(jù)開啟復(fù)數(shù)個路徑開關(guān)的路徑開關(guān)的控制訊號，決定連接區(qū)間并控制放電開關(guān)，以使電容得以在連接區(qū)間內(nèi)放電至整流輸入電壓端。
[0009]本發(fā)明另一實施例提出一種于發(fā)光二極管群組中消除暗區(qū)的方法，發(fā)光二極管群組以串接的方式置于整流輸入電壓端及接地端之間，整流輸入電壓端是由交流輸入電壓經(jīng)整流而產(chǎn)生，方法包括提供復(fù)數(shù)個路徑開關(guān)，每一個路徑開關(guān)是用以將對應(yīng)的發(fā)光二極管群組耦接至接地端。當(dāng)整流輸入電壓端的電位大于電容的電容電壓時，對電容充電。依據(jù)開啟復(fù)數(shù)個路徑開關(guān)的路徑開關(guān)的控制訊號，決定連接區(qū)間。電容在連接區(qū)間內(nèi)放電至整流輸入電壓端。
【附圖說明】
[0010]圖1描述了現(xiàn)有技術(shù)中，交流發(fā)光二極管燈的電路架構(gòu)圖。
[0011]圖2描述了現(xiàn)有技術(shù)中，另一種交流發(fā)光二極管燈的電路架構(gòu)圖。
[0012]圖3描述了圖2所述的交流發(fā)光二極管燈收到交流正弦輸入電壓時，訊號的波形變化示意圖。
[0013]圖4描述了本發(fā)明一實施例的交流發(fā)光二極管燈的電路架構(gòu)圖。
[0014]圖5描述了圖4實施例的交流發(fā)光二極管燈的波形變化示意圖。
[0015]圖6描述了本發(fā)明另一實施例的交流發(fā)光二極管燈的電路架構(gòu)圖。
[0016]圖7描述了圖6實施例的交流發(fā)光二極管燈的波形變化示意圖。
[0017]圖8描述本發(fā)明實施例所使用的另一種電源觸排模塊的電路架構(gòu)圖。
[0018]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0019]10、15、100、159交流發(fā)光二極管燈
[0020]8、16輸入接腳
[0021]14限流電阻
[0022]12發(fā)光二極管模塊
[0023]18全波整流器
[0024]20^20^203,204發(fā)光二極管群組
[0025]PIN1, PIN2, PIN3, PIN4, REC節(jié)點
[0026]Igj > 1(；2、1(；3、Iq4電流
[0027]SG1, SG2, SG3, SG4路徑開關(guān)
[0028]Vrec整流輸入電壓
[0029]22、102、160整合電路
[0030]Vth1、Vth2、Vth3、Vth4臨界電壓
[0031]Tdark黑暗區(qū)間
[0032]GND接地端
[0033]104、184電源觸排模塊
[0034]114、188二極管
[0035]110雙載子接面晶體管
[0036]112電容
[0037]Ictl控制電流
[0038]Idis放電電流
[0039]Vcap電容電壓
[0040]102、160整合電路
[0041]SI訊號
[0042]24路徑控制器
[0043]108、168脈波產(chǎn)生器
[0044]116開關(guān)
[0045]Sconn脈波訊號
[0046]118定電流源
[0047]106、166觸排控制器
[0048]25電流源
[0049]Vac正弦輸入電壓
[0050]t。、tREV、tPEAK、tTGR、tCRS、tFULL 時間點
[0051]Tdis放電區(qū)間
[0052]Tchg充電區(qū)間
[0053]Thld維持時間
[0054]Vrec old原始的整流輸入電壓
[0055]Tconn連接區(qū)間
[0056]170SR 正反器
[0057]Q輸出端
[0058]172頻率產(chǎn)生器
[0059]Sclk頻率訊號
[0060]174計數(shù)器
[0061]176數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器
[0062]186P型金氧半場效晶體管
[0063]190、192電阻
【具體實施方式】
[0064]圖4描述了本發(fā)明一實施例的交流發(fā)光二極管燈100的電路架構(gòu)圖。交流發(fā)光